聚合物材料的特点范文

导语：如何才能写好一篇聚合物材料的特点，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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关键词：高层建筑；聚合物改性水泥复合材料；应用

随着我国经济社会的快速发展，当前高层建筑已经成逐渐成为城市建筑的主要形态。高层建筑施工近些年来技术不断成熟，高层建筑的专用材料水准也越来越高。建筑材料对高层建筑具有重要作用，建筑材料不符合要求就直接影响着高层建筑的质量。

聚合物改性水泥复合材料本身是一种性能较高的专业建筑材料。运用聚合物改性水泥复合材料能够增强高层建筑物的稳定性。这种材料本身具有韧性好、透水性强、强度高、抗渗性强、耐腐蚀等特点。正是因为这些特点近些年来这一材料被广泛应用于高层建筑领域。

1 聚合物改性水泥复合材料的特性以及分类

聚合物改性水泥材料的和易性非常强，在不增强用水量的前提下就能够增强其和易性。聚合物改性水泥复合材料与传统的建筑材料相比具有明显优势。这种材料可以根据工程人员的实际需要来调整初凝时间，渗透性与可泵性也将得到有效改善。这种材料在高层建筑中的应用能够有效提高强度，提高建筑材料本身的耐久性以及抗渗性，对于改善抗磨损以及抗冲击的能力也十分有帮助。

聚合物改性水泥复合材料本身有多种分类，通常在分类过程中主要是按照其功能的不同来进行分类的。从功能角度来看基本上可以把聚合物改性水泥复合材料分成四大类：第一类是聚合物改性水泥复合材料拌合物流变性能的外加剂。具体包括引气剂、减水剂以及和泵送剂。第二类是聚合物改性水泥复合材料耐久性外加剂，这主要指的是防水剂以及引气剂。第三类就是凝结时间以及硬化性能的外加剂，速凝剂、缓凝剂以及早强剂是其中典型代表。最后一类指的是其他性能的外加剂，这类包括防冻剂、着色剂以及膨胀剂等。不同类别的水泥复合材料具有不同的性能，在应用聚合物改性水泥复合材料的过程中我们必须要了解不同从材料的各自功能。

2 聚合物改性水泥复合材料的应用

聚合物改性水泥复合材料本身所具有的性能是多种多样的，因而它在高层建筑中的应用范围也是非常广泛的。具体而言这种材料主要当作防水材料、混凝土修补材料、外墙装修材料、粘结以及界面处理材料等。下面就来进行详细论述。

（1）防水材料。聚合物改性水泥复合材料是最佳防水材料。这种材料的应用可以有效提升高层建筑的防水性能。当前聚合物改性水泥复合防水材料本身基本上可以分为两大类：防水涂料以及防水砂浆。这两种材料都获得了广泛应用。防水涂料一般应用在屋面工程防水施工、墙面工程施工以及厕浴间防水施工等领域。在这些领域施工过程中基层处理是其中一个重要环节。在施工过程中一旦发现基层出现裂缝、积水、松动、掉灰、起沙等缺陷时，工程人员就必须要事先进行专业化处理。要把基层表面的灰尘清除干净。对于那些不符合设计要求例如女儿墙、阴阳角、穿墙管等位置在防水层施工之前就需要进行妥善处理。在屋面防水施工时首先需要在基层表面涂一道防水涂料。之后再逐层进行施工。在面层涂料时水泥砂浆厚度不能少于2cm。在施工过程中对于每层涂覆切都不可过厚或者过薄。必须要粘结严实。防水砂浆一般应用在防渗、防潮、地下室、隧道以及厕浴间等领域的防水。

（2）混凝土修补材料。高层建筑中的混凝土在长期使用过程中由于受雾霾、烟雾、酸雨等环境的影响经常会出现剥落现象。这种现象的出现不仅会影响到建筑物的美观，同时还直接影响到建筑物的使用。因而在日常生活中经常需要对其进行修补。聚合物改性水泥复合材料作为专业的修补材料而备受青睐。聚合物改性水泥复合材料的粘结性能非常好、强度也非常高，抗渗防腐蚀是其主要优点。正因为其有这样的优点因而被当作混凝土修补材料。当前在高层建筑的维护和使用过程中我们经常能看到聚合物改性水泥复合材料。

（3）外墙装修中的应用。聚合物改性水泥复合材料的粘结性和耐久性非常好。当前在高层建筑的外墙装修过程中也普遍采用这种材料来进行施工。应用在外墙装修中的聚合物改性水泥复合材料有固不漏界面剂、防水胶结粉、多彩防水膏粉等材料。这三种材料的施工方法都是不一样的，对于固不漏界面剂是需要用刷子均匀地涂刷在砌块墙体的基层表面。对于防水胶结粉一般可以用灰刀直接在墙体上进行操作。抹面层厚度一般保持在3～5mm左右。防水胶结粉的施工过程非常简单，在施工操作的过程中不需要喷水养护。墙面抹面也不需要加贴纤维网或者采取其他措施。防水胶结粉的应用能够使得抹面形成一道防水胶结层。这一层能够有效地阻隔水分通过，对于降低砌块墙材断面上的含水梯度具有重要意义。多彩防水膏粉一般可以代替涂料腻子施袜刮腻，抹面层的厚度需要保持在3～5mm。多彩防水膏粉可以在防水胶结分抹面层上直接施工。在今后施工过程中应该加强这三种材料的研究。

（4）混凝土防腐和防护。在实际施工和使用过程中如果不注重对混凝土的维护就会导致建筑墙体外漏而出现裂痕。这就会影响到其耐久性与美观性。为了避免这种现象的出现，在高层建筑中就绪要应用聚合物改性水泥复合材料。这种材料本身已经被广泛应用在防护领域中。应用这种材料能够有效减轻风吹日晒对建筑物的影响。对于延长建筑物的使用寿命具有一定意义。聚合物水泥复合材料除了在以上领域得到应用之外，还可以用作耐冲刷水工材料、纤维增强混凝土以及喷射混凝土等材料。

随着高层建筑的不断发展，对建筑材料的要求也越来越高。在今后的施工过程中聚合物改性水泥复合材料的应用将成为未来发展的必然选择。聚合物改性水泥复合材料本身具有粘结度强、抗腐蚀、耐久性强等特点。本文详细分析了该材料的各种性能，而后重点论述了这种材料的应用。在今后施工过程中应该加强对这种材料的研究。

参考文献

[1]李应权，徐永模，韩立林.新一代聚合物水泥类防水涂料的性能与固化机理[J].化学建材，2006（6）.

[2]曲淑英.聚合物改性水泥砂浆[J].新型建筑材料，2008（5）.

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关键词 聚合物改性水泥复合材料；高层建筑；应用；作用

中图分类号TU5 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2011）47-0134-02

聚合物改性水泥复合材料具备高粘性、高抗渗性、防腐、耐磨等性能，这些突出的特性引起了世界范围内对聚合物改性水泥材料的广泛研究和应用[1]。比如聚合物改性水泥混凝土路面。这种路面强度高、韧性好，透水性强，能让路面平整性和舒适度明显强于普通沥青路面，可以更好地解决路面积水和噪音问题。自20世纪90年代后，当前大量高层建筑中应用广泛使用聚合物改性水泥复合材料[2]。本文目的就是通过对聚合物改性水泥复合材料性能的深入研究，探讨聚合物改性水泥复合材料在高层建筑材料应用中的作用。

1 聚合物改性水泥复合材料的分类与性能

1.1 聚合物改性水泥复合材料的分类

聚合物改性水泥复合材料外加剂按其主要功能分为四类：一是调节聚合物改性水泥复合材料凝结时间、硬化性能的外加剂，包括缓凝剂、早强剂、速凝剂等；二是聚合物改性水泥复合材料拌合物流变性能的外加剂，包括各种减水剂、引气剂、和泵送剂等；三是聚合物改性水泥复合材料其它性能的外加剂，包括膨胀剂、防冻剂、着色剂等；四是聚合物改性水泥复合材料耐久性的外加剂，包括引气剂、防水剂等。

1.2 聚合物改性水泥复合材料的性能

使用聚合物改性水泥复合材料，可以在不增加用水量的情况下提高和易性，改善新拌聚合物改性水泥复合材料的性能按照我们的意愿随意调节初凝时间、改善渗透性与可泵性、减少沉降或产生微小膨胀。改善硬化后聚合物改性水泥复合材料的性能，提高强度、加速早期强度增长率、提高耐久性或抵抗严酷的暴露条件、提高抗渗性能、改善抗冲击与抗磨损的能力等作用[3]。

2 聚合物改性水泥复合材料在高层建筑中的应用

聚合物改性水泥复合材料随聚合物的种类以及掺量的不同，表现出不同的独特性能，从而能够开发出一系列的特种功能性材料。以下几种材料是聚合物改性水泥复合材料的典型应用。

2.1 混凝土修补材料

由于混凝土的特性限制，以其为主体构建的建筑物在酸雨、盐雾等特殊天气的影响下，往往会出现开裂，剥落的现象，影响建筑物美观，也减少使用寿命，为此必须对其进行及时修补，聚合物改性水泥复合材料因具有较高的强度、粘接性能、抗渗防腐蚀和低收缩性能等特点而收到青睐。目前，聚合物改性水泥复合材料已在国外得到广泛应用，主要用于对道路、桥梁面层的修补和结构浇筑。

2.2 粘接及界面处理材料

聚合物改性水泥复合材料因具有较高粘接强度和较好的耐久性，而可用作粘接及界面处理材料。如墙地砖粘结剂、外保温体系粘结剂、混凝土界面剂等。

2.3 防水材料

建筑工程防水是聚合物改性水泥复合材料的一大应用领域。聚合物改性水泥防水材料又分为防水砂浆、防水涂料两大类型。由于其独特的性能而受到防水界欢迎。是21世纪初逐渐兴起的一种新型防水材料。

2.4 混凝土防腐、防护材料

我国有些单位和建筑商对建筑不够重视，造成一些混凝土的建筑物因为墙体外露而出现裂痕，影响耐久性和美观性。我们可以采用聚合物改性水泥复合材料，它具有良好的抵抗化学腐蚀性，可以在混凝土防护领域广泛应用，在外墙外保温体系、地面、游泳池、储水池、隧道及管道的保护层中应用聚合物改性水泥复合材料，可以有效减轻风吹日晒对建筑物的影响，延长建筑物使用寿命，

2.5 其它应用

此外，聚合物改性水泥复合材料还可广泛地用作耐磨工业地坪、耐冲刷水工材料、纤维增强混凝土和喷射混凝土等工程材料。

3 聚合物改性水泥复合材料在高层建筑中的应用案例

3.1 保温工程

聚合物改性水泥复合材料已成功用于EPS薄抹灰外墙外保温工程粘结剂及保护层抹面砂浆。该砂浆先后在多个小区得到成功应用，外保温施工面积达二十多万平方米。比如梅江芳水园小区、华苑绮华里小区、龙滨园小区等，同时，像天津游泳跳水馆等一些场馆的保温改造工程中也使用了聚合物改性水泥复合材料及工艺。

3.2 防护工程

目前，聚合物改性水泥复合材料凭借良好的质量，优惠的价格在我国很多地方广泛应用，在我国的天津八里台立交桥、王顶堤立交桥等其他城市的城建项目和市政桥梁混凝土防护工程中都有它的身影。

3.3 厕浴间防水工程

聚合物改性水泥复合材料和施工技术的应用具有施工简单、造价低的优点，并且施工效果也很好，可以广泛应用于厕所、浴池、养鱼池等，比如凯悦饭店厕浴间和养鱼池，天津振兴水泥厂和桃香园小区淋浴室都采用了这种材料和技术，取得了较好的效果，另外，天津泰达大厦厕浴间也已成功应用。其基底为水泥石棉板，经比较采用防水砂浆在水泥石棉板上抹两遍约5mm的防水涂层，之后直接贴瓷砖，整个工程就完工了，工期减少，质量提高，效果比较明显。

3.4 地下室防水工程

聚合物改性水泥复合材料用于地下室防水的成功例子也有很多。比如天津BBA集团厂房地下室采用了这种材料和技术，天津技术师范学院图书馆地下室等工程的防水也得到了成功应用。

总之，聚合物改性聚合物改性水泥复合材料水性环保、施工简便、性能可靠，是一种可广泛应用于各种高层建筑的性能可靠的新型功能性材料。

参考文献

[1]李应权，徐永模，韩立林.新一代聚合物水泥类防水涂料的性能与固化机理[J].化学建材，2006(6)：27-30．

[2]曲淑英.聚合物改性水泥砂浆[J].新型建筑材料，2008(5)：21-22．

[3]王春久.水泥改性与水泥基防水材料[J].中国建筑防水，2009(1)：26-28．

[4]杨永锋.也谈聚合物-水泥基复合防水材料的刚性-柔性突变[J].中国建筑防水，2010(4)：14-15．

[5]袁大伟.聚合物水泥若干问题探讨[J].中国建筑防水，2011(4)：22-24．

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关键词：蛋白质印迹；分子印迹技术；分子识别

1、分子印迹聚合物相关内容

1.1分子印迹聚合物发展过程

所谓的分析印迹聚合物指的是一种通过人工合成的分子识别能力的高分子材料。这样技术所具备的最大的特点就是能够对于特定的分子实现预期性的选择。在上世纪40年代，人们在研究免疫学的时候发现了分子印迹，诺贝尔学者对于合成抗体提出这样的理论依据：生物体释放出的物质和外来物质之间所产生的结合位置；所出现的结合位置和外来物质的空间是不是能够相匹配。

1.2 分子印迹聚合物的特点

分子印迹聚合物具有其独特的优势，主要表现在以下方面：（1）结构刚性，能有效定位印迹孔穴的构型和互补官能团；（2）空间结构具有柔韧的特点，能完美保证实现动力学；（3）容易接近亲和位点，保证知识分子的识别；（4）机械稳固顽强，即便在重力高压的状态也能实现分子印迹聚合物；（5）热稳定、高温适用的特点。

在所有产品聚合物的家族中，分子印迹聚合物越来越受到青睐，总体说来是由于其显著特性：（1）构效预定性（predetermination）。在自组装结构过程中，模板分子进行聚合形成，功能单体也是如此，人们会根据自身的目的需要进行压制不同的分子印迹聚合物。（2）特异识别性（specific recognition）。印迹分子有其特定的位点，并能利用识别功能实现印迹分子的定做。（3）广泛实用性（practicability）。印迹分子聚合物和抗原、抗体、激素、受体进行对比，可以发现其通过化学合成后，能有效抵御恶劣的天气环境，保证非常稳定的状态，寿命时间也比较长。另一方面，印迹分子聚合物还能辨别一些含剧毒的化合物，而且可循环使用、花费成本低，没有蛋白质分子识别系统的高昂代价。因此，印迹分子聚合物的发展情景十分广。

2、蛋白质印迹的方法

蛋白质印迹包含两个含义：一是指基于蛋白质来保证生物印记过程的正常运行；二是蛋白质发挥模板分子的功效。比如，合成聚合物材料中，蛋白质分子具有得天独厚的优势，其模板分子的作用，能有效形成异性键合的聚合物。而制备这种印迹聚合物主要有抗原决定基法、表面印迹法、包埋法等。3D印迹的含义更广，利用结合模板蛋白质发挥印迹作用，在本体聚合状态下的一种制造方法。因此，从某个角度上来说，表面印记类似2D印迹法，包埋发类似3D印迹法。

2.1包埋法

在本体聚合过程中，凭借嵌套模板分子而形成的印迹就是包埋法。包埋法最重要的发展环节是怎样在印迹聚合物状态下快速去掉模板分子。模板蛋白在印迹形成过程中，利用可控制基质的孔隙来自由进出，而不同基质材料的聚合物，所产生的印迹蛋白质也不相同。

2.2表面印迹法

模板蛋白为了产生印迹，需要发挥在修饰载体情形下的作用。诚然，印迹材料的兼容性具有一定的局限，并不适用所有的模板分子，所以需要重视表面生成印迹聚合物的方法，尤其是通过薄膜等材料的表面形成。

3、蛋白质印迹方法存在的问题

3.1水相中印迹蛋白

众所周知，蛋白质是一种能在水相中具有识别功能的水溶性分子。当印迹和溶剂继续拧聚合作用时，印迹效果非常完美。所以，在水作溶剂形成印迹聚合物时，将通过水分子的疏水作用来充当水相状态下的分子印迹“推手”，并得到了疏水情形下，分子印迹的相互作用力能在众多小分子印迹体系中正常实现。当然，蛋白质的部分水段会浮在表面，但其具有识别定位功能，大部分蛋白质的疏水残基也有其稳定的结构中心。对此，蛋白质表面的极性残基部分，更适用在氢键、静电的碰撞状态下，并以此来保证蛋白质的结构表象与折叠特性。另一方面，水相环境下的聚合物P模板作用的选择性键合容易实现，还能产生定向的疏水功能。尽管对于相同结构的大分子，聚合物P模板会存在非极性的状况，还容易滋生溶解性和构象多变等现象。同时，作为定向的极性作用，其特异突出。不论何种体积、质量、结构的蛋白质都有其对应的键合位点，并且大多是特异性质位点，氢键和静电相互作用的总体结果。分子印迹的限制功能在水相环境下，主要是针对交联剂、聚合、功能单体等状态。一般而言，传统性质的分子印迹并不能适用于水相情形中。所以，在制备聚合物的各种要素中，须充分重视水分子的模板键合的性能，看其是否能适用于PH、温度等环境状况下。

蛋白质印迹产生的问题，主要采取两种方法解决：一、水溶液法；二、利用有机溶剂的肽链模板，发挥其识别蛋白质的功能。并且，结构复杂多变是蛋白质的主要特点之一，位点数较多，水分子并没有强烈的竞争优势，因此，在蛋白质P聚合物的性能活动中，水分子产生的效果并不突出。

3.2交联度的影响

蛋白质印迹尽管有充分的优势作用，但也面临一些障碍的干扰，最突出的是模板分子大小和位阻问题。模板分子的大分子，孔隙率高的优势，克形成高质量的聚合物，但是也变相地影响了聚合物的结构成分，导致其不够稳定和实用。以丙烯酰胺本体印迹蛋白质的识别位点中分布的低交联聚合物为。水凝胶结构通过自身的膨胀，模板分子能有效地进行质量传递。所以，环境的不同，也会直接影响孔隙的不同。Pang的工作状态下，可以鲜明地看到丙烯酰胺球大孔结构的活力，水凝胶技术也帮助改善了蛋白质的特异性质。此外，高的交联度，具有较好的稳定性和保持性，印迹模板分子的结构也更加优良。Venton等[的高交联度，不仅证明了蛋白质的识别体系，而且通过聚合物中留有的蛋白质也彰显了亟需重视孔隙率的特性。

3.3蛋白质的洗脱

在蛋白质印迹过程中，洗脱模板分子需要严格对待，尤其是通过酸、去污剂等方法进行洗脱，容易导致聚合物结构上的影响，甚至其不利于其识别能力的发挥。聚合物利用酶解来进行处理160 h并没有成功的先例。并且，聚合物的识别步骤需要得到有效保护，例如只有保证聚合物的表面和内在分子的干净，才能维护键合过程的良好环境。但是，洗脱方式如果过于柔和，聚合物中就会残留一些不必要的模板分子。所以，合适强度的洗脱剂十分重要，不仅关系到印迹分子聚合物的分子结构，还关系到其体系的实施运用。

4、蛋白质印迹的发展方向与前景

4.1 维护蛋白质活性，优化蛋白质印迹体系

提起蛋白质印迹，最大的难题是没有稳定优质的生物活性。尽管分子印迹领域得到了越来越多专家学者的重视，但是大多关注的重点多为生物活性小分子，在蛋白质印迹分子的研究和著作屈指可数。然而事实情况中，不同于小分子的特点，蛋白质印迹分子的KD更强大，亟需保持蛋白质的活性研究和开发，建立和完善蛋白质印迹体系。

4.2提高蛋白质印迹聚合物的选择性

有些体系尽管认识到蛋白质的体质，却没有成功地将模板分子从混合结构体系中成功提取。诚然，许多专家从MIPs的应异结构中实现了模板分子的分离，但众多的文献研究资料中大多研究的重点是如何成功提升模板分子的吸附量，需要转化到研究蛋白质印迹聚合物中印迹分子的竞争吸附来进行研究。另一方面，不少数据说明模板选择的提高受到众多因素的制约，包括交叉反应、协同键合、模板聚集等方面。所以，在聚集蛋白质过程中，印迹分子的位点和功能基十分重要，并密切关注温度、湿度、酸碱度等环境因素的影响。

4.3 展望

如今，鉴于优良的亲和性、可靠性性、稳定性、高选择性等优势，让很多专家开始重视研究印迹分子技术，并将其运用到与之密切相关的生物、医学、环境等领域。尽管技术手段得到进一步的优化，分子印迹聚合物还需要从以下方面进行研究和开发：发挥计算机在 MIPs 合成方面的优势，运用现代化的模拟技术，计算机的网络优势，来完善分子印迹技术的系统，保证其与时俱进地通过新技术手段提升优势。重视不同模板分子之间的相互作用功能，比如，氢键、静电、疏水等分子和功能单体的团结合作，多方面来保证印迹聚合物的形成质量，从而完善其识别系统。分子印迹聚合物有很多类似结构的其他分子聚合物，可以借鉴不同分子识别能力的优势，来进行功能单体和模板分子之间的融合研究，转而制作开发多个结合位点，扩大模板分子在聚合性能过程中的选择。

参考文献

[1]杨强，罗贵桃，肖蓉. 分子印迹聚合物的吸附行为研究[J]. 化工新型材料，2013，41（ 4） ： 87 -89.

[2]岳春月，丁国生，唐安娜. 分子印迹聚合物颗粒在毛细管电色谱中的应用[J].色谱，2013，31（ 1） ： 10 -14.

[3]胡树国（Hu S G），李礼（Li L），何锡文（He XW）.化学进展（Progress in Chemistry）， 2005， 17（3）： 531）543

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关键词：分子印迹聚合物固相萃取剂性能特征应用优势分析

【中图分类号】R9【文献标识码】B【文章编号】1671-8801（2013）11-0531-02

在水质检测领域中，随着社会经济发展中的环境污染以及水污染情况的日益严重，对于水质检测的速度以及结果准确性要求也越来越高，以通过有效的水质检测对于污染水源的危害作用进行控制。通常情况下，进行水质检测常用的方法主要有气相色谱与质谱联用的水质检测法以及高效液相色谱水质检测法、原子荧光光谱水质检测法等，这些水质检测方法在实际水质检测应用中，由于进行水质检测所使用的仪器设备体积比较大，并且检测过程中进行这些仪器设备的携带十分不方便、进行水质检测的成本比较高、检测操作复杂、检测过程中时滞时间比较长等局限性特征和问题，在进行污染水样的水质检测中预警作用不是很明显。而进行水质检测中使用的生物检测技术，像聚合酶链式反应技术以及酶联免疫吸附检测技术、荧光原位杂交技术、生物探针技术、生物芯片和生物传感器检测技术等，在进行水质检测应用中，虽然具有相对简便并且快捷、特异性强等检测应用特征优势，但是这些水质检测生物技术，在进行技术中的生物识别材料的制备和存储、操作中稳定性上存在有一定的不足，对于水质检测结果作用影响比较大。而分子印迹聚合物作为一种具有较高富集分离能力和特异性识别能力的新型材料，在水质检测应用中，不仅检测速度比较快，并且检测结果的准确度也比较高，成为水质检测应用中的一个研究重点。本文将对于分子印迹聚合物在水质检测领域中的应用进行分析。

1分子印迹聚合物的定义与性能特征分析

1.1分子印迹聚合物的含义概述。分子印迹聚合物是由分子印迹技术中得来的。分子印迹技术主要是指为了能够实现在空间结构以及结合位点上和某一模板中的分子进行完全匹配，并且实现对于模板分子具有特异性识别能力的一种新型聚合物的试验制备技术，就被称为是分子印迹技术，通常情况下，利用分子印迹技术进行试验制备的聚合物就被称为是分子印迹聚合物，如下图1所示，即为分子印迹技术的原理示意图。

如上图1所示，分子印迹技术在进行聚合物试验制备过程中，在特定的试验溶剂中，功能单体与模板分子通过交联剂的作用聚合形成具有特异结合位点以及三维空穴的分子聚合物，即为分子印迹技术进行聚合物试验制备的整个原理与过程。而分子印迹技术中，通过交联剂作用聚合形成的分子印迹聚合物中的三维空穴又可以使分子印迹聚合物能够特异性的和模板分子进行重新结合，同时实现特异识别功能。

1.2分子印迹聚合物的合成方法与性能特征分析。通常情况下，进行分子印迹聚合物制备合成的方法主要有三种，第一种是通过将印迹分子溶解在单体中，并与随后生成的聚合物相中；第二种则是印迹分子只存在与聚合物表面的合成方法；第三种则是通过悬浮或者是乳液聚合的方式，聚合形成一种表面带有特点印迹点位的球形分子印迹聚合物形式。而新近发展并应用起来的分子印迹聚合物合成方法主要有电聚合以及新型模板分子、分层印迹、表面印迹和纳米化等技术方法，具有较为广泛的应用。分子印迹聚合物具有较高的选择性和抗恶劣环境能力，同时稳定性也比较高、制备和储存比较方便、使用寿命比较长、应用范围比较广，具有较为突出的应用特征与优势。

2分子印迹聚合物在水质检测领域的应用分析

结合分子印迹聚合物的性能特征以及水质检测的具体内容，分子印迹聚合物在水质检测领域中的应用主要表现在两个方面，即作为进行水质检测使用的传感器设备中敏感识别材料，进行水质检测应用；和作为一种固相萃取剂应用于水质检测中，也就是作为水质检测所使用的色谱检测系统中的固定相，进行水质检测使用。

首先，分子印迹聚合物作为进行水质检测使用的传感器设备中所需要的敏感识别材料，在水质检测领域中进行应用实现，已经由多位相关领域的专家学者研究证实。比如，Jenkins等人在进行分子印迹聚合物作为传感器中的敏感识别材料用于水质检测应用研究中，实验验证了以苯乙烯作为一种功能单体，将二乙烯基苯作为交联剂，同时使用偶氮异丁腈作为致孔剂进行分子印迹聚合物的合成与制备，并且使用镧系的元素铕作为换能器，最终研制出了能够对于水中的G类神经性毒剂以及该毒剂的相关水解产物进行检测识别的传感器，并在实际中得到了应用。此外，Chianella等人也应用合成制备的分子印迹聚合物作为压电传感器中的敏感材料，以进行水中微囊藻毒素的检测应用，也取得了相应的研究成果。其次，分子印迹聚合物作为固相萃取剂进行水质检测应用方面，也就是分子印迹聚合物作为色谱检测系统中的固定相，用来进行水质检测上，Zhu以及McElhiney等人都进行过相应的研究验证。比如，Zhu就通过合成制备了对四种极性有机磷杀虫剂具有特异性识别能力的分子印迹聚合物，并将这种分子印迹聚合物应用在气相色谱系统的固定相，最终实现对于水体和土壤中的残留有机磷杀虫剂进行检测应用。

3结束语

总之，分子印迹聚合物作为一种新型材料在水质检测领域具有突出的应用优势，进行分子印迹聚合物在水质检测领域的应用分析，有利于促进分子印迹聚合物在水质检测中的推广应用。

参考文献

[1]魏康林，温志渝，郭建，陈松柏.基于微型光谱仪的多参数水质检测微系统设计与实验[J].光谱学与光谱分析.2012（7）

[2]周兰，莫志宏，温志渝，魏文静.基于连续光谱同步检测水中酚与阴离子表面活性剂[J].光谱学与光谱分析.2012（5）

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关键词：高分子材料,；材料成型； 控制技术

中图分类号： TB324文献标识码：A 文章编号：

前言

随着现代社会科技水平的提高和科技工作者的努力，高分子材料成型技术得到了飞速的发展，在现代化的工业建设中起着越来越重要的作用。下面通过简要叙述高分子材料成型的基本原理、高分子材料成型过程中的控制。探析高分子材料成型及其控制技术。

1.高分子材料成型的基本原理及问题

通常，在传统的高分子工业生产中,高分子材料的制备和加工成型是两个截然不同的工艺过程。制备过程主要是化学过程：单体、催化剂及其他助剂通过反应堆或其他合成反应器生成聚合物。聚合反应往往需要几小时甚至数十小时, 部分聚合反应还需要在高温、高压或真空等条件下进行。聚合反应结束后再分离、提纯、脱挥和造粒等后处理工序。制备过程流程长、能耗高、环境污染严重,增加了制造成本。合成的聚合物再通过加工成型,得到制品。一般采用挤塑、注塑、吹塑或压延等成型工艺,设备投资大。此外,加工过程中,聚合物需要再次熔融,增加了能耗。高分子材料反应加工是将高分子材料的合成和加工成型融为一体,赋予传统的加工设备(如螺杆挤出机等)以合成反应器的功能。单体、催化剂及其他助剂或需要进行化学改性的聚合物由挤出机的加料口加入,在挤出机中进行化学反应形成聚合物或经化学改性的新型聚合物。同时,通过在挤出机头安装适当的口模,直接得到相应的制品。反应加工具有应周期短(只需几分到十几分钟)、生产连续、无需进行复杂的分离提纯和溶剂回收等后处理过程、节约能源和资源、环境污染小等诸多优点。

高分子材料的性能不仅依赖于大分子的化学和链结构,而且在很大程度上依赖于材料的形态。聚合物形态主要包括结晶、取向等, 多相聚合物还包括相形态( 如球、片、棒、纤维及共连续相等) 。聚合物制品形态主要是在加工过程中复杂的温度场与外力场作用下原位形成的。

高分子反应加工分为两个部分：反应挤出和反应注射成型。目前国内外研究与开发的热点集中在反应挤出领域。高分子材料的反应挤出通常包括两个方面：一是将反应单体、对话及核反应助剂直接引入螺杆挤出机,在连续挤出的过程中发生聚合反应,生成聚合物；二是将一种或数种聚合物引入螺杆挤出机, 并在挤出机的适当部位加入反应单体、催化剂或反应助剂, 在连续挤出的过程中,使单体发生均聚或与聚合物共聚,或使聚合物间发生偶联、接枝、酯交换等反应, 对聚合物进行化学改性或形成新的聚合物。反应加工过程中涉及的化学反应有自由基引发聚合、负( 或正) 离子引发聚合、缩聚、加聚等多种反应类型, 与传统反应需数小时或十几小时相比,其反应时间往往只有几分钟或几十分钟。

高分子材料的合成和制备一般是由几个化工单元操作组成的,高分子反应加工把多个单元操作熔为一体,有关能量的传递和平衡,物料的输运和平衡问题,与一般单个化工单元操作截然不同。由于反应加工过程中发生的化学反应(聚合)多为放热反应,传统聚合过程是利用溶剂和缓慢反应解决传热与传质问题的,而在聚合反应加工过程中,物料的温度在数分钟内将达到 400-800℃,若不将反应过程中产生的热及时的脱除,物料将发生降解和炭化。传统的加工过程是通过设备给聚合物加热,而聚合反应加工中是需要快速将聚合生成的热量通过设备移去,因此,必须从化学工程和工程热物理学两个方面开展相应的基础研究。

高分子材料的物理机械性能、热性能、加工性能等均取决于其化学结构、分子结构和凝聚态的形态结构,而高分子材料的形态结构则与加工工艺有着密切的关系。

流变学是研究物体流动和变形的科学,高分子材料流变学是其成型加工成制备的理论基础。伴随化学反应的高分子材料的流变性质则有其自身的规律和特点。因此, 研究反应加工过程中的化学流变学问题将为反应加工过程的正常进行和反应产物加工成制品提供重要的理论基础。

2高分子材料成型过程中的控制

一般说来，在六七十年代主要重视的是单一聚合物在通常加工过程中的形态；到了七八十 年代以通常聚合物共混物相形态形成规律以及单一聚合物在特殊加工条件下形态成为主要研究对象；九十 年代以来,主要从控制聚合物形态规律出发, 研究新型聚合物、新型加工过程中聚合物形态形成、发展及调控, 通过新型形态及特殊形态的形成,获得性能独特的单一或多相高分分子材料。

我国是自 20 世纪 80 年代以来,对聚合物及其共混物在加工中形态发展和控制给予了高度重视。方向上大体是与国际同步的。近年来,我们国家主要研究内容涉及高分子材料加工过程中形态控制的科学问题,包括高分子在复杂温度、外力等各种外场作用下聚合物形态结构演化、形成规律以及在温度、压力等各种极端状态下高分子聚集态结构的特点。在已取得的理论成果知道下,开发了多种新型高分子材料,有的产生了良好经济效益。多数聚合物多相体系不相溶,给共混物加工中形态控制和稳定带来困难。通常是加入第三组分改善体系的相容性。聚合物加工中制品处于非等温场中,制品温度对其形态及性能有很大影响。但在通常聚合物加工中制品温度控制非常盲目,原因是很难知道不同制品位置温度随时间的变化关系。关键是要弄清楚聚合物及其共混物在非等温场作用下制品温度随时间变化关系。研究微纤对基体聚合物结晶形态、结构的影响,发现不仅拉伸流动行式成核和纤维成核,而且发现纤维在拉伸流动场作用下辅助成核。将导电离子组装到微纤中, 使微纤在体系中形成导电三维网络结构,从而显著降低体系的导电逾渗值和独特的 PTC(电阻正温度效应)和 NTC(电阻负温度效应)效应。

高分子材料的形态与物理力学性能之间有密不可分的关系,这是高分子材料研究中的一个永恒课题。与其他材料相比, 高分子材料的形态表现出特有的复杂性：高分子链有复杂的拓扑结构、共聚构型和刚柔性,可以通过现有的合成方法进行分子设计和结构调整；高分子长链结构使得其熔体有粘弹性；高分子的驰豫时间很宽,并在很小的应变作用下出现强烈的非线。

3高分子材料的发展趋势

高分子材料的高性能化：现有的高分子材料虽已有很高的强度和韧性,某些品种甚至超过钢铁,但从理论上推算,还有很大的潜力。另外,为了各方面的应用, 进一步提高耐高温、耐磨、耐老化等方面的性能是高分子材料发展的重要方向。改善加工成形工艺、共混、复合等方法, 是提高性能的主要途径。

高分子材料的功能化：高功能化主要是指具有特定作用能力的高分子材料。这种特定作用能力, 即“特定功能”是由于高分子上的基团或分子结构或两者共同作用的结果。这类高分子材料又称为功能高分子。例如, 高吸水性材料、光致抗蚀材料、高分子分离膜、高分子催化剂等,都是功能化方面的研究方向。

高分子材科的生物化：生物化是高分子材料发展最快的一个方向。各种医用高分子就属于这一范畴。有人认为,除人脑仅 1.5kg 重的大脑外,其他一切器官均可用高分子材料代替。此外, 生命的基础,细胞、蛋白质、胰岛素等也均属于高分子。生物化于是成为高分子科学的一个最主要发展方向。如合成或模拟天然高分子,使之具有类似的生物活性,代替天然的组织或器官。

结束语

综上所述，在科技日益进步的今天，我国必须走具有中国特色的发展高分子材料成型加工技术与装备的道路，把握技术前沿，培育自主知识产权。促进科学研究与产业界的结合，加快成果转化为生产力的进程，加快我国高分子材料成型加工高新技术及其产业的发展是必由之路。

参考文献：

[1] 高分子材料的发展方向.国家自然科学基金委员会.高分子材料科学.科学出版社，1994.

[2] 史玉升,李远才,杨劲松.高分子材料成型工艺[M].化学工业出版社，2006.

篇6

无机高分子矿物聚合物材料，是近年来在国际上兴起的一种新型无机非金属材料，因其结构类似天然矿物沸石，即以多种非晶质至半晶质铝硅酸盐凝胶成分的化学键陶瓷材料，也有人称为矿物聚合物或地质聚合物。

目前研究的无机高分子矿物材料已达到主要性能指标，在各方面均优于水泥和玻璃，而与传统陶瓷接近，有些声、光、电、耐腐蚀及耐高温性能上更超过金属和有机高分子材料。其生产能耗仅为陶瓷的1/20、钢材的1/70、塑料的1/150。

无机高分子矿物聚合反应理化性能

无机高分子矿物(涂料/胶粘剂)材料化学组成为铝硅酸盐，具有有机高聚物的链接结构，但其基本相呈非晶质或半晶质相，具有硅氧四面体和铝氧四面体随机分布的三维网络结构，碱金属或碱金属离子分布于网络空隙之间以平衡电价。网络的基本结构单元为铝硅氧链(-Si-O-Al-O-)、硅铝氧链(-Si-O-Al-O-Si-O-)和硅铝二硅氧链(-Si-O-Al-O-Si-O-Si-O-)等。正是由于该矿物材料具有类似有机聚合物的链状结构，且能够与矿物颗粒表面的硅氧四面体和铝氧四面体通过脱羟基作用形成化学键，因而具有无机化合物和有机化合物共同特点。

1．高强、耐高温、快硬

这是无机高分子矿物聚合物材料主要特色。矿物材料本身是氧化物网络结构体系，在1000 ℃～1200 ℃之间不氧化、不分解；另一方面，密实的氧化物网络体系可以隔绝空气，保护内部物质不被氧化。经复合改性后，材料的抗压、抗拉、抗弯曲强度都是普通水泥基材的10 倍以上，同时高温性能好、不燃、隔热、保温(导热系数:0.24～0.38W/m.k) 、没有毒性气体释放。最具代表性的是利用碳纤维改性无机高分子矿物聚合物材料制得的复合材料。该材料在1000 ℃下不氧化，在815 ℃时抗弯强度仍有245MPa ，而密度只有1.85g/cm3，比水泥(～2.3g/cm3 ) 、铝(2.7g/cm3 ) 、钢(7.8g/cm3 ) 小很多; 碳纤维改性无机高分子矿物聚合物材料制得的复合材料在900 ℃下，抗压强度仍达40MPa 。相比下，水泥在400 ℃下强度仅剩15～25MPa，在570 ℃下强度为零。有机聚合物及其纤维增强材料由于其可燃性。无机矿物聚合反应过程中，溶胶的形成和脱水反应速度比较快，网络骨架比较容易形成，另外微波、加热、干燥对反应都有促进作用,因此可快速制得高强度制品。

无机高分子矿物聚合物材料与其材料性能比较

2．耐久性优良

无机高分子矿物材料优良性能一方面源于其稳定网络结构,另一方面是因为可以完成避免普通水泥因金属离子迁移与骨料反应而引起的碱集料反应,没有膨胀(普通硅酸盐水泥混凝土在200 天后因碱集料反应而膨胀,是极大的安全隐患 ,因而经受自然破坏的能力很强。

3．功能性多样

硅元素存在稳定的+ 4 价态,因此无机高分子矿物材料中的硅氧四面体显电中性;铝氧四面体中的铝元素是+ 3 价态,但却与四个氧原子结合成键,因此铝氧四面体显电负性,需要吸收体系中的正离子来平衡电荷,总的结果使体系显电中性。铝离子的这一行为以及无机高分子矿物沸石材料本身的结构特点,使得该种材料具备多种功能性。

4．固定金属离子

无机高分子矿物材料的结构是由环状分子链构成的“类晶体”纳米笼结构。环状分子之间结合形成密闭的空腔(笼状) ,可把金属离子和其他毒性物质分割包围在空腔内;同时骨架中的铝离子也能吸附金属离子;故而金属离子还参与了无机高分子矿物材料结构的形成,因此可以更有效地固定体系中的金属离子。

无机高分子矿物材料聚合后形成网络状的硅铝酸盐结构，其聚合有毒离子的机理见下图：

5．热膨胀系数( CTE) 可调

无机高分子矿物聚合物材料的Si/Al 在2～20 内变动时,其膨胀系数在4 ×10 6/℃～25× 10 6/℃内变化。因此在与陶瓷(CTE:3× 10 6/℃) 、钢(CTE: 11×10 6/℃) 、铜(CTE: 6×10-6/℃ ) 、铝(CTE: 24×10-6/℃) 等复合时,可以通过控制无机高分子矿物体系中Si 的含量来协调基质与填充物的热膨胀系数,降低因热膨胀系数不一致而产生的内应力,从而提高复合材料的使用寿命。

6．耐酸碱腐蚀性优良

此类材料在有机溶液、碱性溶液和盐水中很稳定，在浓硫酸中较稳定(HF 酸除外)，在浓盐酸中稳定性差。

7．可回收再利用

由前述无机高分子矿物聚合物反应机理可以知道,无机聚合反应过程是由铝硅酸之间的脱水反应,这个反应在强碱性条件下是可逆的;另一方面,原料变成产物,除了脱水外没有损失其他的物质。当然, 无机高分子矿物聚合物材料也有其缺点。与高分子材料相比,它的脆性较大。

8．原材料来源广，成本低廉

生产原料中的铝硅酸盐可采用各种硅铝质矿物和工业固体废料，如高岭土、沸石、粉煤灰、火山灰、石英砂、活性铝土矿和建筑废弃物等。

无机高分子矿物聚合物材料应用领域

无机高分子矿物聚合物材料的原材料丰富，以粘土、工业废渣或矿渣为主要原料，其生产成本低，能耗小，无污染，是环保型可持续发展材料。可使用在航空、航天、冶金、矿山、化工、建材和环保等多领域。

1．汽车、航空工业

2．塑料、冶金工业领域

3．土木工程、交通工程及各种抢修工程

篇7

关键词TK聚合物砂浆混凝土表面修补加固施工方法质量控制注意事项

1概况

1999年12月～2000年4月，笔者对淮海农场混凝土建筑物进行了全面调查，并用回弹仪测验了建筑物的混凝土强度，用酸酞试液测验了碳化深度。通过调查发现，现有混凝土建筑物耐久性不良。主要表现在：①混凝土碳化和裂缝问题普遍存在；②沿海地区钢筋混凝土结构受氯离子侵蚀引起的钢筋锈蚀严重；③临水混凝土表面冻融松散剥落破坏；④混凝土表面冲磨破坏、机械磨损、磨蚀破坏以及化学侵蚀；⑤碱骨料反应破坏等。这些问题严重影响混凝土建筑物寿命和外观，甚至危及混凝土建筑物的正常运行和安全。为了提高混凝土建筑物的耐久性，延长建筑物的使用寿命，其后我们对淮海农场内的3座大梁混凝土剥落且有露筋现象的公路桥、15座出现大面积混凝土碳化且钢筋锈蚀严重的农田排灌泵站的工作桥、5座出现大面积混凝土剥落、碳化和钢筋锈蚀严重的节制闸机架桥等工程采用TK聚合物砂浆(由水利部天津水利水电勘测设计研究院科学研究所研制)进行修补加固，总面积达3050m2，防碳化喷涂面积约3400m2。经过现场检查验收，没有发现因材料或施工原因而出现裂缝现象，防碳化涂层没有发现脱落起皮现象。在施工中，我们曾对只有3d龄期修补砂浆进行凿除检查，结果凿除的砂浆普遍能粘下老混凝土面。经过2a的多次运行，没有发现脱落和出现裂缝现象，这说明TK聚合物砂浆是一种理想的修补材料。

2TK聚合物砂浆的主要性能及适用范围

TK聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补材料，是以少量水溶性聚合物改性剂，再掺入一定量的活性成分、膨胀成分而配制成的TK聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物及活性成分的掺入，改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能。主要体现在：

(1)活性作用。聚合物乳液中有表面活性剂，能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用，改善砂浆和易性，降低用水量，从而减少水泥的毛细孔等有害孔，提高砂浆的密实性和抗渗透能力。

(2)桥键作用。聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2＋、Al3＋、Fe2＋等离子进行交换，形成特殊的桥键，在水泥颗料周围发生物理、化学吸附，成连续相，具有高度均一性，降低了整体的弹性模量，改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态，使得承受变形能力增加，产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙，由于聚合物的桥键作用，也可限制裂缝的发展。

(3)充填作用。聚合物乳液迅速凝结，形成坚韧、致密的薄膜，填充于水泥颗粒之间，与水泥水化产物形成连续相填充空隙，隔断了与外界联系的通道。

总之，TK聚合物的活性作用、桥键作用、充填作用改善了硬化水泥浆体的物理结构及内应力，降低了整体的弹性模量、减少用水量、改善了硬化水泥浆体内部毛细孔等有害孔，从而大大提高了砂浆的粘结、抗裂、抗渗及抗腐蚀等性能。TK聚合物砂浆性能指标如表1所示。

从表1可以看出，与普通砂浆相比，TK聚合物砂浆具有抗拉强度高、拉压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲耐磨，与混凝土粘结强度高，具有一定的弹性，抗裂性能高。与环氧砂浆相比，还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低(是环氧砂浆的1／3～1／5)等优点。适用于水工、港工、公路、交通及地下工程的混凝土建筑物因碳化、空蚀、冻融破坏及化学侵蚀而引起的混凝土表层开裂、剥蚀等混凝土表面薄层修补，可直接用于防渗、防腐、防碳化工程，也可用于建筑瓷砖粘贴和卫生间防渗。

3TK聚合物砂浆施工及质量控制

采用TK聚合物砂浆进行修补加固处理时，应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。施工流程为：旧混凝土凿毛喷砂(或用钢刷)除锈(污)涂刷钢筋防锈剂用清水冲洗饱和基面涂刷TK界面剂抹TK聚合物砂浆养护涂防碳化剂。

3.1基底处理

(1)凿毛。为确保TK聚合物砂浆与基底混凝土具有良好的粘结，一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松动严重，应采用人工凿毛方法，凿掉破损的混凝土，使基底露出坚硬、牢固的混凝土面，凿毛必须彻底全面，但也不宜深度过大，以免破坏了未碳化和损破的混凝土。如果钢筋锈蚀外露，还应对钢筋表面进行除锈，并涂刷钢筋防锈剂。

(2)饱和。对凿除的混凝土表面，采用高压水枪(采用饮用水)将碎屑、灰尘冲洗干净，并连续、均匀地喷洒，使表层混凝土达到饱和状态，且表面无明水。

3.2砂浆的配制

根据选用的原材料、设计技术及施工和易性要求事先进行试拌。现场可用砂浆搅拌机拌和或人工拌和，其各组分的配比用量必须严格控制。

先将称好的水泥、砂搅拌均匀，再将称好的TK改性乳液、活性剂及其他外加剂和水混合后加入，充分搅拌均匀即可。各组分配比必须严格控制。若人工拌和，宜在铁皮板上进行，以防止拌和水流失，造成因砂浆水灰比改变而影响砂浆的和易性，拌和水应采用饮用水。

每次拌和砂浆的方法应根据砂浆施工的进度确定。拌和成的砂浆存放的时间不宜超过45min。若拌成砂浆未及时使用而出现干硬现象，不能再加水重新拌和，应舍弃不用。

3.3施工

(1)TK界面剂的涂刷。抹砂浆之前，在工作基面上涂刷聚合物界面改性剂，涂刷时应均匀，不得有漏涂、流淌。

(2)TK砂浆抹面施工。待TK界面剂用手摸感到似粘非粘时，应立即抹砂浆，可采用机械喷涂或人工压抹，操作速度要快，且朝一个方向，一次用力抹平，避免反复抹。

(3)如修补厚度超过3cm时，应分层施工。层与层之间应间隔4h；对于破坏较深的部位(大于5cm)，可先采用TK聚合物混凝土进行修补，养护3～5d后，再抹TK砂浆。

TK砂浆适宜在5～30℃的环境温度下进行施工。如环境温度超出此范围，应根据实际情况对材料及配比进行调整。

3.4养护

用TK砂浆抹面后，应及时采用人工洒水并用塑料布或湿麻袋覆盖养护，避免砂浆产生干缩裂缝，潮湿养护48h后，再涂刷TK防碳化剂，自然潮湿养护5d。

3.5施工控制

(1)为保证TK砂浆的施工质量，必须建立、健全质量保证体系。施工人员应严格按操作程序，对各道工序进行检查验收。

(2)TK砂浆层外观平整，层面与基底结合牢靠。

(3)在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验，必要时可现场进行钻孔取芯试验，以检查其效果。

4施工注意事项

4.1清理基面，凿除破损、松动的混凝土，喷砂(或用钢刷)除锈和油污，使外露钢筋表面无锈蚀，且混凝土表面粗糙。

4.2抹砂浆前2h，用饮用水冲洗待修补部位，使混凝土表面处于饱和状态，但表面不能有明水。

4.3人工修补时，无论采用机械喷涂还是人工抹砂浆，应朝一个方向使用抹刀，并且尽量一次抹完，避免来回抹。如修补厚度超过3cm时，应分层抹，层与层之间应间隔3～4h，每层厚度不超过2cm。

4.4修补砂浆养护48h后再涂混凝土防碳化剂。

5结语

TK聚合物砂浆是一种质量可靠、价格低廉、施工方便，而且无毒环保性修补材料，可以提高混凝土的耐久性，延长建筑物的使用寿命，可以防止混凝土病害的继续扩大，对新建混凝土工程采取预防性措施。TK聚合物砂浆具有粘结强度高，干缩变形小，抗压模量低，抗氯离子和硫酸盐离子侵蚀能力强的特点，而且可显著提高护筋阻锈能力，还具有一定的补偿收缩性能。采用TK聚合物砂浆进行修补加固处理时，应根据当地的气候条件、工程特点及施工进度合理组织施工。

参考文献

〔1〕张文渊.混凝土建筑物耐久性不良的原因及其对策.工程设计.1998(3)

篇8

关键词：聚合物；成型加工；教学模式；教学改革

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2016）03-0268-02

一、前言

目前，全球聚合物材料年产量达数亿吨，在人们的生活和生产中具有不可替代的作用。聚合物制品的性能取决于聚合物本身的性质和成型工艺等。聚合物成型加工是获取高分子材料制品、体现材料特性和开发新材料的重要手段，是高分子材料学科的重要组成部分，这其中包含了许多高分子物理和高分子化学的相关问题，而且与生产实践密切相关。为了使学生能够全面了解和把握聚合物的成型加工技术，《聚合物成型加工》课程涵盖了诸多内容，包括影响聚合物性能的物理化学因素、添加剂、配方设计、聚合物流变学、聚合物共混与制备、成型加工设备、成型工艺等内容，是一门理论性和实践性紧密结合的课程。[1]

如何在教学过程中将基础理论和生产实践相结合，用理论知识来解决生产中遇到的问题，或通过实践中的具体例子来丰富和解释课程中的理论问题，使学生通过对本课程的学习真正掌握相关专业知识，具有高分子材料及其制品设计、生产和研究的科学思维以及创新研究素质，是本课程教学的核心问题。

鉴于上述特点，要学好本课程，就要求学生对高分子化学与高分子物理、成型加工的设备与工艺有一定的感知，讲授内容要有直观性。传统单一板书的授课方式已经难以满足该课程的教学要求，不易达到优秀的教学效果。[2]

针对这些问题，本课程在教学过程中对教学方法、教学模式进行了有益的改革与探索。将课堂讲授、动画仿真、实践教学、课外科研、生产实习相结合，形成了一套课内课外联动以提高教学质量和学习效果的新模式。

二、课堂教学改革

在课堂教学方面，首先要让学生明确聚合物成型加工是一门综合性和实用性很强的学科，近年来发展迅速，新技术和新产品层出不穷，社会和企业对相关人才的需求十分迫切，学好该课程对学生的未来大有裨益，从而激发学生学习的主动性和积极性。在教学过程中，一方面要重视对基础理论知识的讲解，让学生“知其然”又“知其所以然”，例如在讲解压延薄膜时要让学生知道薄膜存在各项异性，更要让他们知晓为何会产生各项异性，如何削弱或者利用各项异性设计想要的产品；另一方面，教师在课程教学中应注意结合成型加工领域的研究前沿和最新发展动态，介绍先进的成型加工设备、工艺和科技成果，丰富和活化教学内容，使教学内容与时代的步伐接轨，让学生能够掌握更多、更新的专业知识。

根据聚合物成型加工涉及的主体内容和本学科特色，该课程以“材料―设备―工艺―制品”为主线、以培养学生扎实的工程素养为目标来组织教学内容。在教学过程中，从高分子材料的加工原理出发，以成型加工的工程观点为着眼点，剖析各种聚合物材料或制品适合的成型加工方法，比较不同成型加工方法之间的共性和区别，使原本宽泛的课程内容集中化、系统化，便于学生归纳、总结和掌握抽象概念以及所涉及的实质问题。

在教学过程中，加强互动式教学[3]，通过教师与学生双方平等交流、探讨甚至辩论，加深学生对知识和现象的理解，进而激发教学双方的主动性、积极性和探索性，提高教学效果。考虑到本课程信息量大、知识点多，本课程教学还采用先进的技术手段辅助教学，使课程内容形象直观准确，在有限的课时内对课程全面系统、深入简出地讲解，让学生更容易的接收和理解。例如，采用多媒体授课可以根据需要随时由理论知识切换到相关的生产现场，既延伸了课堂又增强了授课的说服力，使同学们认识到理论来源于实际而又指导实际的事实，认识到学习本课程的价值和意义。在多媒体课件中增加了丰富的图片和三维动画，可以对学生原本陌生的加工设备、成型工艺、加工原理进行形象的演示，其效果远胜于教师的板书和口授。多媒体教学所选取的图片和动画素材源于国内外相关的精彩报告、精品课件以及在生产现场拍摄的与课程内容相关的聚合物成型加工过程，内容包括压制成型、挤出管材、注射成型、吹塑薄膜、二次成型（“注―拉―吹”工艺）、压延薄膜等，实现了课程的多媒体化、可视化，使学生对聚合物材料成型加工艺有了实际的感性认识，对成型加工过程有了“身临其境”的效果。

另外，课堂教学还充分利用学校的中试车间资源，将与成型加工设备相关的课堂由教室延伸到车间，教师与学生面对真实设备（如挤出机、吹膜机、注射剂等）一起学习其结构、组合、工作原理等。该尝试很好的克服了理论课程讲授时学生对所讲理论缺乏感性认识；成型工艺试验时学生对所做实验缺乏理论认知等矛盾。

三、课外教学改革

虽然上述课堂教学改革探索收到了良好的效果，但仍然未能真正实现教学目标，并且容易使学生眼高手低，实际工作时不能学以致用。《聚合物成型加工》是一门实践性很强的专业课程。因此，有必要对该课程开设配套的实验和实践教学。让学生在实验室和工厂中真实地了解和直观认识成型设备、工艺流程和制品的后处理与性能，开发学生的创新与创造力，培养学生用知识武装自己、解决实际问题的能力。

为此，江南大学通过开设为期两周的聚合物成型工艺实验、组织课外科研兴趣小组、组织学生参加高分子成型加工生产实习等课外环节，提高学生对《聚合物成型加工》的理解和学以致用的能力。

首先，围绕“材料―设备―工艺―制品”这条课程主线，将聚合物材料的选择、制备、成型加工以及性能测试等方面有机地联系起来，开设了一系列综合性成型工艺实验，包括包括聚丙烯的挤出和注塑、聚乙烯的挤出吹膜、聚氯乙烯的开炼机和密炼机混炼、聚氯乙烯混合物的压制成型等试验项目，这些实验涵盖了《聚合物成型加工》课程的主要成型工艺。例如，在聚合物的注射成型实验中，要求学生根据原料的结构与物性，优化成型加工工艺参数（温度、压力、保压时间），并对注塑制品的冲击/拉伸/弯曲/热变形温度等性能进行测试。通过理论学习与实验实践的交叉和对“材料―设备―工艺―制品―性能”之间关系的分析与构建，让学生系统有效地掌握所学知识，并获得灵活应用知识的能力，为下一步毕业设计和就业奠定良好的基础。

其次，本专业教师以开展国家级、省级、校级大学生创新实践活动为契机，积极组织学生参与聚合物制备、改性、制品设计等方面的创新课题。学生则分组参与自行设计或者与导师共同商定的课题研究，全面参与研究方案的制定、原材料的选择、共混配方与工艺的优化、制品的制备、制品的设计与性能测试、结果的总结汇报等过程。在专业导师的指导下，通过兴趣小组开展创新课题实践，不仅加深了学生对本课程内容的理解和掌握，还培养了科研创新的能力、分析问题的能力、解决问题的能力、团队协作的能力以及查阅文献和撰写报告的能力。举办课外兴趣小组活动五年多来，不少兴趣小组对自己的创新成果申请专利或者撰写论文，取得较好的效果，学生参与踊跃，目前兴趣小组对学生的覆盖面达80%以上。

此外，学校和学院加强与周边高分子材料企业的联系和交流，建立了10个实习实践基地，涉及聚合物成型加工的各个领域，包括橡胶模压成型、聚丙烯注射成型、多层挤出成型等。本专业每年由学院组织、专业老师带队，带领本专业相关年级全体学生深入到企业一线，参观学习聚合物成型加工的生产过程，听取工厂技术人员的相关介绍，实地了解成型设备、工艺流程、质量控制及生产线管理等，使学生对工业化生产有具体、直观的认识，真正将基础理论与实际应用结合起来，让学生掌握科学的方法，培养科学的思维，成为真正社会和企业所需要的有创造力的有用人才。

四、结语

综上所述，《聚合物成型加工》具有很强的工程应用性，学习该课程时要求学生建立起大工程的整体观。要达到这样的教学水平和目标，既要充分利用现代化的教学手段丰富课堂教学内容，又要借助课外资源充分调动学生参与实验实践的积极性，将理论学习与实践教学紧密结合，发挥其协同效应。通过近年来对本课程教学改革与探索，发现课内课外联动的教学模式能较好的适应本课程的教学要求，具有更好的教学效果。

参考文献：

[1]周达飞，唐颂超.高分子材料成型加工（第二版）[M].北京：中国轻工业出版社，2006.

篇9

【关键词】喷射聚合物保温砂浆；喷射；施工技术

在对建筑进行改造的过程中，应该保证其原始风貌，因此，对墙体的节能和加固只能够在建筑物的内部进行，需要使用外墙内加固，具体来说，在外墙的内侧使用钢丝网聚合物保温砂浆，外墙内保温指的是在外墙的内部增加保温层，使用聚合物保温砂浆的无毒、防火效果好、抗裂性能好、稳定性强和保温效果好的特点，提高建筑物节能改造的水平。

1 聚合物保温砂浆的原材料和主要性能

聚合物保温砂浆主要由水、水泥、闭孔珍珠岩和聚合物组成。聚合物的主要构成是丙乳，闭孔珍珠岩的固含量为百分之四十八和普通自来水，水泥、丙乳和闭孔珍珠岩的配合比例为1：0.25：0.5，以及适量的水。聚合物砂浆主要由水、水泥、砂和聚合物组成。主要使用细砂，砂、丙乳和泥的配合比例为1：0.25：0.5，以及适量的水。聚合物砂浆具有抗渗透能力强、抗裂性高和结强度高的特征，有助于提高和改善传统砂浆的不足。

2 施工技术

2.1 施工技术和准备

施工机械可以使用钳子、锤子、腻子、搅拌容器、空气压缩机和喷射机具。在对基层墙体进行处理的过程中，应该在施工前期对原有的抹灰层进行铲除和彻底的清洗，将松散的抹灰层进行剔除，保证墙面的干净，以及没有阻碍黏结的物质，例如污垢、浮尘和油渍等，减少疏松和空鼓的部分，对较大的孔洞使用水泥浆进行找平。在施工之前的一天使用浇水的方式对基层进行湿润，降水量应该保证能够深入到八到十毫米之间，在保温层进行施工之前的一个小时中再次使用浇水的方式对墙体进行湿润。

在满足了强度要求的基础之上，应该使用具有较大孔径的钢丝网对墙体内进行加固，不仅可以保证减少喷射过程中的回弹性，还能够增加聚合物砂浆和墙体的接触面积，使钢丝网的锚固能力得到提高，对受力性能和整体性能进行改善，可以使用镀锌钢丝网，具有抗腐蚀性高、弹性模量高和价格较低的特点，使用U形卡和钢钉将钢丝网固定在墙体表面，能够保障钢丝网在墙面上的紧贴性，能够提高喷射聚合物砂浆的性能。

2.2 施工工艺

在配置好聚合物保温砂浆和聚合物砂浆之后，使用相关设备在墙面上喷射，针对墙体保温和加固的要求，可以使用分层喷射的方法进行，在第一层之中，首先向界面层喷射聚合物砂浆，不仅可以提高老墙面砖的黏结性，而且可以将钢丝网与之紧密的结合在一起，对墙体进行加固，在第二层之中进行聚合物保温砂浆的喷射，在第三层中为保温砂浆找平。喷射的具体施工流程为：处理基层墙体、加固钢丝网、聚合物砂浆的配置、喷射界面层、聚合物保温砂浆的配置、喷射保温层、对保温砂浆进行找平，在施工之前应该首先对样板进行喷射，在检查合格之后再进行正式的施工。

2.3 界面砂浆的施工和配制

使用丙乳拌制的砂浆应该在半个小时之内完成，使用人工拌制的砂浆。为了使砂浆的性能得到提高，降低在喷射过程中的回弹性，在对丙乳进行拌制的过程中，可以使用“裹砂技术”，具体的操作步骤为：首先，在砂中增加一半的需水量，第二，对砂进行搅拌，保证能够充分的湿润，第三，按照相应的比例增加适量的水泥，第四，对水泥和砂进行搅拌，使之混合均匀，使砂的表面和水泥颗粒充分接触，第五，按照一定比例增加丙乳，使砂、丙乳和水泥进行混合，在添加丙乳的过程中进行搅拌，第六，将剩余的一半水加入，均匀搅拌混合物，在搅拌均匀之后放置几分钟，使其和易性得到提高。喷射的目的是保证聚合物砂浆能够紧密的黏合在墙体表面，使用固定钢丝网，将钢丝网、老墙体和砂浆成为一个整体，提高墙体的稳定性。紧密包裹钢丝网，避免钢丝网产生锈蚀的现象。应该使用均匀连续的方式进行喷射，使用分层喷射的方法，保证墙面和喷口的垂直，距离墙面大约有一百毫米的距离。

2.4 保温砂浆的施工和配制

应该人工拌制保温砂浆，首先在容器之中使用适量的水泥，第二，放入一定比例的闭孔珍珠岩，使用搅拌器将保温砂浆和闭孔珍珠岩进行充分的搅拌，第三，加入一定比例的丙乳，边搅拌边加，保证其均匀性，第四，加入适量的水，第五，进行均匀的搅拌，在搅拌均匀之后放置一段时间，使保温砂浆的和易性得到提高。待聚合物砂浆进行初凝之后，开始进行喷射。

2.5 保温砂浆找平层

在建筑物进行改造之后，需要进行室内装修，如果喷射层没有达到装修需要的表面平整度，应该使用人工的方式对砂浆进行找平，保证找平层的厚度在五毫米左右。在施工过程中，应该注意以下几个方面：首先，在施工三个小时之后进行洒水的工作，进行养护，保持砂浆表面的湿润程度。第二，应该在五摄氏度的环境温度下进行施工，保证乳液在合适的温度中进行施工。第三，砂浆的配制应该按照相关规定在容器中称量，使用搅拌器进行均匀的搅拌，针对相关规定，对使用的时间进行严格的控制。第四，在容易对工作人员产生安全隐患的地点，应该小心的悬挂钢丝网，同时采取相关的防护措施。第五，应该使用密封的方式对乳液进行存储，减少阳光的直射。第六，在施工过程中，应该对门和窗等构件进行保护，应该及时清理喷射在门和窗上的构件。

3 保温和加固的机理分析

使用空气压缩机为喷射提供动力，将砂浆按照一定的速度向墙体进行喷射，因此加入丙乳，可以增加砂浆的自黏性和黏结性，提高喷射的均匀性。在施工的过程中，砂浆被快速的喷射撞击在墙面上，提高砂浆的密实性，保证了砂浆的强度、密实度和连续性，增加其与墙面的黏结性，老墙体和钢丝网的整体性增强，提高了抗震性和承载力，最终使加固的效果得到提高。

使用喷射技术能够将墙体进行封闭，在提高保温性和隔热性的同时，减少冷桥、湿气、风和空气对墙体的侵入，最终使建筑物之中的热环境达到稳定的状态，减少因为温度应力而导致的材料开裂和空鼓的问题。喷射工艺具有较高的整体性，避免了在接缝处产生裂缝，将保温层断裂的现象降到最低，使保温的整体效果得到提高。热桥主要是因为墙体没有进行均匀的传热而导致的。

4 结语

总之，采用喷射砂浆的施工方式，能够对墙体进行加固和保温，在界面层的外侧进行喷射，能够提高建筑的保温效果。在外墙的内侧使用钢丝网聚合物保温砂浆，外墙内保温指的是在外墙的内部增加保温层，使用聚合物保温砂浆的无毒、防火效果好、抗裂性能好、稳定性强和保温效果好的特点，提高建筑物节能改造的特点。在配置好聚合物保温砂浆和聚合物砂浆之后，使用相关设备在墙面上喷射，针对墙体保温和加固的要求，可以使用分层喷射的方法进行。

参考文献：

[1]智宇，樊杏飞，王志平，等．聚合物保温砂浆的性能特点[J]．新型建筑材料，2006，(9)：35-37．

篇10

关键词:TK聚合物砂浆;混凝土裂缝;修补加固;施工

中图分类号:TU7文献标识码:B文章编号:1009-9166(2010)008(C)-0046-01

前言:众所周之,TK聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补加固材料,具有粘结强度高、干缩变形小、抗压模量低,抗氯离子和硫酸盐离子侵蚀能力强的特点,而且可显著提高护筋阻锈能力,还具有一定的补偿收缩性能,同时价格比同类产品低。由于此类新型聚合物砂浆具有修补加固作用,才被建筑行业广泛应用与混凝土修补加固。

一、实例。江西某置业有限公司开发的某公路,其中桥梁涵洞占有不少,通过对桥涵工程的竣工验收,经检查发现部分结构出现少量裂缝。经过权威检测机构检测后裂缝不影响安全功能,为此施工单位承担了房屋后期的维修工作,采用TK聚合物砂浆进行修补加固,取得了较好的效果。

二、混凝土裂缝产生原因。(一)荷载裂缝:结构在荷载作用下变形过大而产生的裂缝。一般多出现在构件的受拉区域、受剪区域或振动严重等部位。产生的主要原因是结构设计、施工错误、承载能力不足、地基不均匀沉降,等等。钢筋混凝土结构是由混凝土和钢筋共同承担极限状态的承载力,结构设计师需根据地基情况,静、动荷载,环境因素、结构耐久性等控制荷载裂缝。(二)温度裂缝:由大气温度变化、周围环境高温的影响和大体积混凝土施工时产生的水化热等因素造成,水泥的水化热为165～250J/g,随混凝土水泥用量提高,起绝热温升可达50～80℃。研究表明,当混凝土内外温差10℃时,冷缩值εc=ΔTα=0101%,如温差为20～30℃时,其冷缩值为0102%～0103%,当大于混凝土极限拉伸值时混凝土就开裂。(三)干缩裂缝:这类裂缝一是由于材料缺陷引起的,研究表明,水泥加水后变成水泥硬化体,起绝对体积减小,毛细孔缝中水逸出产生毛细压力,使混凝土产生毛细收缩,由此引起水泥砂浆的干缩值为011%～012%,混凝土的干缩值为0104%～0106%,而混凝土的极限拉伸值只有0101%～0102%,所以引起干缩裂缝。1、沉降裂缝:现浇构件因地基或砌体过大不均匀沉降;模板刚度不足、支撑间距大、支撑松动、过早拆模等,均可导致产生沉降裂缝。2、腐蚀裂缝:由于有害离子Cl-,SO42-,Mg2+等侵入混凝土内部,导致钢筋锈蚀而使混凝土产生的后期膨胀裂缝。

三、TK聚合物砂浆的主要性能。TK聚合物砂浆是一种新型的混凝土表面修补材料,是以少量水溶性聚合物改性剂,再掺入一定量的活性成分、膨胀成分而配制成的TK聚合物防渗、防碳化、防腐砂浆。由于聚合物及活性成分的掺入,改善了聚合物水泥砂浆的物理、力学及耐久性能。主要体现在:①活性作用。聚合物乳液中有表面活性剂,能够起减水作用。同时对水泥颗粒有分散作用,改善砂浆和易性,降低用水量,从而减少水泥的毛细孔等有害孔,提高砂浆的密实性和抗渗透能力。②桥键作用。聚合物分子中的活性基因与水泥水化中游离的Ca2+、Al3+、Fe2+等离子进行交换,形成特殊的桥键,在水泥颗料周围发生物理、化学吸附,成连续相,具有高度均一性,降低了整体的弹性模量,改善了水泥浆物理的组织结构及内部应力状态,使得承受变形能力增加,产生微隙的可能性大大减少。即使产生微裂隙,由于聚合物的桥键作用,也可限制裂缝的发展。③充填作用。聚合物乳液迅速凝结,形成坚韧、致密的薄膜,填充于水泥颗粒之间,与水泥水化产物形成连续相填充空隙,隔断了与外界联系的通道。总之,TK聚合物的活性作用、桥键作用、充填作用改善了硬化水泥浆体的物理结构及内应力,降低了整体的弹性模量、减少用水量、改善了硬化水泥浆体内部毛细孔等有害孔,从而大大提高了砂浆的粘结、抗裂、抗渗及抗腐蚀等性能。四、TK聚合物砂浆施工。施工工艺流程:旧混凝土凿毛喷砂(或用钢刷)除锈(污)涂刷钢筋防锈剂用清水冲洗饱和基面涂刷TK界面剂抹TK聚合物砂浆养护涂防碳化剂。(一)基底处理①凿毛。为确保TK聚合物砂浆与基底混凝土具有良好的粘结,一般用钢丝刷或喷砂方法清除表面浮层污物(有油漆或油脂污染部位用丙酮洗刷)。如基面松动严重,应采用人工凿毛方法,凿掉破损的混凝土,使基底露出坚硬、牢固的混凝土面,凿毛必须彻底全面,但也不宜深度过大,以免破坏了未碳化和损破的混凝土。如果钢筋锈蚀外露,还应对钢筋表面进行除锈,并涂刷钢筋防锈剂。②饱和。对凿除的混凝土表面,采用高压水枪(采用饮用水)将碎屑、灰尘冲洗干净,并连续、均匀地喷洒,使表层混凝土达到饱和状态,且表面无明水。(二)砂浆的配制根据选用的原材料、设计技术及施工和易性要求事先进行试拌。现场可用砂浆搅拌机拌和或人工拌和,其各组分的配比用量必须严格控制。先将称好的水泥、砂搅拌均匀,再将称好的TK改性乳液、活性剂及其他外加剂和水混合后加入,充分搅拌均匀即可。各组分配比必须严格控制。若人工拌和,宜在铁皮板上进行,以防止拌和水流失,造成因砂浆水灰比改变而影响砂浆的和易性,拌和水应采用饮用水。每次拌和砂浆的方法应根据砂浆施工的进度确定。拌和成的砂浆存放的时间不宜超过45min。若拌成砂浆未及时使用而出现干硬现象,不能再加水重新拌和,应舍弃不用。(三)施工①TK界面剂的涂刷。抹砂浆之前,在工作基面上涂刷聚合物界面改性剂,涂刷时应均匀,不得有漏涂、流淌。②TK砂浆抹面施工。待TK界面剂用手摸感到似粘非粘时,应立即抹砂浆,可采用机械喷涂或人工压抹,操作速度要快,且朝一个方向,一次用力抹平,避免反复抹。③如修补厚度超过3cm时,应分层施工。层与层之间应间隔4h;对于破坏较深的部位(大于5cm),可先采用TK聚合物混凝土进行修补,养护3～5d后,再抹TK砂浆。TK砂浆适宜在5～30℃的环境温度下进行施工。如环境温度超出此范围,应根据实际情况对材料及配比进行调整。(四)养护用TK砂浆抹面后,应及时采用人工洒水并用塑料布或湿麻袋覆盖养护,避免砂浆产生干缩裂缝,潮湿养护48h后,再涂刷TK防碳化剂,自然潮湿养护5d。

五、TK砂浆的施工控制。(一)为保证TK砂浆的施工质量,必须建立、健全质量保证体系。施工人员应严格按操作程序,对各道工序进行检查验收。(二)TK砂浆层外观平整,层面与基底结合牢靠。(三)在施工过程中按设计要求进行现场抽样检验,必要时可现场进行钻孔取芯试验,以检查其效果。

结语:综上所述,TK聚合物砂浆与普通砂浆相比,具有抗拉强度高、拉压弹性模量低、干缩变形小、抗冻、抗渗、抗冲耐磨,与混凝土粘结强度高,具有一定的弹性,抗裂性能高。与环氧砂浆相比,还具有施工工艺简单、操作方便、无毒、成本低,值得推广。